"Nanopartículas de tantalatos dopados com íons terras raras com luminescência persistente, conversão ascendente de energia e emissão no infravermelho próximo para aplicações em nanomedicina"

• Processo: 22/16692-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rogéria Rocha Gonçalves
• Beneficiário: Hayra do Prado Labaki
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/08111-2 - Materiais conversores de luz à base de terras raras: marcadores luminescentes, sensores e amplificadores ópticos, AP.TEM
• Assunto(s): Luminescência persistente Nanopartículas Processo sol-gel Terras raras Luminescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: espectroscopia de luminescência | Luminescência persistente | Nanopartículas | sol-gel | tantalato | Terras Raras | Luminescência

Resumo

A presente proposta de doutorado visa a preparação, caracterização e aplicação de nanopartículas com morfologia e dimensões rigorosamente controladas para a aplicação em nanomedicina. Para tais objetivos, serão estudadas nanopartículas à base de Y3TaO7 ou YTaO4 (tantalatos de ítrio) e NaTaO3, dopadas com íons terras raras (Pr3+, Tm3+ e Nd3+) e metais alcalinos ou de transição (Na+, K+, Cr3+, Ti4+ e Nb5+), assim como os sistemas core-shell Y2O3@YTaO4 e Ta2O5@YTaO4 para as melhores dopagens obtidas. As propriedades morfológicas, estruturais e espectroscópicas destes materiais serão a base do estudo a ser realizado, a fim de avaliar o desempenho dos materiais e aprimorá-los para aumentar seu potencial tecnológico como marcadores ópticos, cintiladores e sistemas que apresentem luminescência persistente. Uma vez que uma das principais finalidades deste trabalho será a aplicação em sistemas biológicos, para a dopagem destes materiais serão utilizados lantanídeos que apresentem emissão nas chamadas de janelas de transparência biológica na região do infravermelho próximo. Luminescência na região do visível também será estudada visando o grande potencial de emissão decorrente de processos de conversão ascendente de energia, possibilitando a aplicação como conversores de radiação do infravermelho para o visível. Serão explorados estudos da dependência das propriedades luminescentes em função da dopagem, resultando em diferentes estruturas cristalinas conforme a concentração e natureza do íon dopante terra rara. Além disso, a investigação da luminescência persistente nesses materiais, assim como a elucidação de seu mecanismo, também serão parte integrante deste projeto. O estudo da luminescência e do tempo de decaimento em função da temperatura também é proposto visando a aplicação desses sistemas como nanotermômetros.Paralelamente, será realizado um estudo destes mesmos materiais a partir da excitação com raios X, visando suas aplicações como cintiladores. A investigação da luminescência persistente mediante excitação na região dos raios X também será parte integrante deste projeto. A combinação da luminescência persistente e da radioluminescência de materiais cintiladores é bastante relevante pois é possível, assim, prolongar o tempo em que os fotossensibilizadores são ativados pela luminescência dos cintiladores sem que haja necessidade de aplicações adicionais de outras doses de radiação. Além disso, em um segundo momento, será feita a avaliação da viabilidade celular e citotoxicidade, principalmente para os sistemas que apresentaram melhor desempenho luminescente, assim como estudos in vivo e in vitro visando a aplicação das partículas como conversores de luz em Teranóstica. Este projeto é vinculado ao Projeto Temático "MATERIAIS CONVERSORES DE LUZ À BASE DE TERRAS RARAS: MARCADORES LUMINESCENTES, SENSORES E AMPLIFICADORES ÓPTICOS"(2021/08111-2).